بدست آوردن زواياي گاردان پايدار در سيستم‏هاي دوار و بررسي عوامل موثر بر پايداري سيستم

Obtainingstablecardan anglesinrotatingsystemsand investigating the effective parameters on system stability

ماشين‌آلات دوار يكي از انواع سيستم‌هاي مكانيكي هستند كه در صنعت كاربرد زيادي دارند. نحوه اتصال محورها و نيز نوسانات مجموعه از جمله مواردي است كه همواره در اين سيستم‌ها مورد بحث و بررسي قرار مي‌گيرد. در اين مقاله يك سيستم دوار مكانيكي مدل‌سازي شدهاست. در اين مدل‌سازي يك سيستم شامل دو محور (شافت) انعطاف پذير ناهم‏راستا كه با اتصال گاردان متصل شده اند به صورت دو درجه آزادي و با در نظر گرفتن ارتعاشات پيچشي بررسي شده است. پايداري اين مجموعه به كمك روش ماتريس مندرمي تحليل شده است. اعتبارسنجي مدل‌سازي به وسيله مقايسه نتايج حاصل با نتايج پژوهش هاي گذشته و نيز انواع فركانس‌هاي طبيعي سيستم صورت گرفته است. پس از آن، تاثير پارامترهاي مختلف سيستم از جمله سرعت دوراني، زاويه گاردان (زاويه محور ها با يكديگر) و جنس (خواص) محور ها (سختي و ميرايي آن‌ها) بر پايداري مجموعه بررسي شده است. علاوه بر اين شرايط و چگونگي تاثير هر پارامتر بر سيستم مورد بحث قرار گرفته است. در انتها نمودارهاي پايداري بر اساس پارامترهاي مختلف سيستم ارايه شده‏اند. مشاهده مي شود با كاهش سختي محور ها و زاويه گاردان و نيز با افزايش ميرايي محور‎ها پايداري سيستم افزايش مي‎يابد.

Rotating machines are one of the kinds of mechanical systems that widely used in industry. The way of connecting axis and vibration of system are among the items that are always discussed in these systems. In the paper, a mechanical rotating system is modeled. In the model, a system consisting of two flexible axes (shafts) with different rotation axis which connected through a cardan joint is investigated via two degrees of freedom model. The stability of the model is analyzed by means of a monodromy matrix technique. The model is verified by comparing the results with the results of the previous researches and different natural frequencies. Then the effects of different system parameters such as axis rotational velocity, cardan angle, shaftʹs properties (stiffness and damping) on the stability of system are investigated. Also manner and conditions of each parameter on the stability of system are discussed. Finally, the stability charts constructed on various system parameters is presented. It is observed that decreasing shaft stiffness and cardan joint angle due to more stability, while decreasing shaft damping has the opposite effect.